SIMPATIČNA SPECIFIKACIJA: ZNAČILNOSTI IN PRIMERI - BIOLOGIJA - 2026

Simpatrična specijacija je vrsta specifikaciji, ki se pojavi, ko dve skupini iste vrste, ki živijo v isti geografski lokaciji razvijale drugače, dokler ne morejo več krišati, nato obravnava različnih vrst.

Na splošno, ko se populacije fizično ločijo, pride do neke reproduktivne izolacije, to pomeni, da posamezniki iz ene populacije izgubijo sposobnost, da se križajo s tistimi iz druge populacije.

Bakterije Synechococcus, pri katerih so opazili simpatično specifikacijo

O primerih simpatične specifikacije se pogosto razpravlja, ker morajo pokazati prepričljive dokaze, da so nove vrste izvirale iz istih vrst prednikov, pa tudi o obstoju reproduktivne izolacije in da vzrok za nastanek nove vrste ni alopatrija (specifikacija alopatrična).

Simpatično specifikacijo lahko opazimo pri številnih različnih vrstah organizmov, vključno z bakterijami, ribami ciklida in muhami jabolčnega črvička. Vendar je v naravi težko vedeti, kdaj se pojavlja simpatična specifikacija.

Simpatična specifikacija je edinstvena, saj poteka, medtem ko dve podpopulaciji iste vrste zasedata isto ozemlje ali si delita ozemlja, ki se močno prekrivajo.

Čeprav je območje, v katerem organizmi živijo, enako, jih lahko razdelimo v dve različni skupini, ki se sčasoma tako genetsko razlikujeta, da se ne moreta več razmnoževati.

Ko se dve skupini ne moreta več razmnoževati in pustiti rodovitnega potomca, veljata za različne vrste. Kljub temu je težko ugotoviti, ali je bila vrsta, ki se je zgodila, simpatičnega tipa, kar je povzročilo veliko razprav med raziskovalci evolucijske biologije.

Na primer, prvotno se je mislilo, da sta se s sorodnimi specifikacijami razvili dve tesno povezani bodice, vendar poznejše raziskave kažejo, da sta dve različni vrsti samostojno kolonizirali jezero.

Prva kolonizacija je privedla do pojava ene vrste bodic, druga vrsta pa se je razvila iz druge kolonizacije.

Značilnosti simpatične specifikacije

Jerry Coyne in H. Allen Orr sta razvila štiri merila za sklepanje, ali so se vrste pojavile simpatično:

1-Ozemlja vrste se morajo znatno prekrivati.

2 - Obstajati mora popolna specifikacija (torej dve vrsti se ne moreta križati in pustiti rodovitnega potomca).

3 -Vrste morajo biti sestrske vrste (najbolj povezane med seboj) ali del skupine, ki vključuje prednika in vse njegove potomce.

4-Zgodovina geografskega ozemlja in razvoj vrste morata biti taki, da se zdi alopatrija zelo malo verjetna, saj je simpatična specifikacija veliko manj pogosta kot alopatrična.

Primeri simpatične specifikacije

V rastlinah

Simpatična specifikacija je pogostejša v rastlinskem svetu. Na primer, starševske rastline proizvajajo potomce, ki so poliploidni. Zato potomci živijo v istem okolju kot njihovi starši, vendar so reproduktivno osamljeni.

Ta pojav specificiranega s poliploidijo se pojavlja na naslednji način. Običajno imajo posamezniki dva sklopa kromosomov (diploidija), po enega od vsakega starša.

Napake pri porazdelitvi kromosomov pa se lahko pojavijo med delitvijo celic in tako ustvarijo potomce z dvakratnim številom kopij (tetraploidija).

Če imamo več kot dva sklopa kromosomov, velja za poliploidijo (poly = veliko). V teh primerih se reproduktivna izolacija neizogibno pojavi, saj populacija poliploidnih posameznikov ne more prepletati s populacijo diploidnih posameznikov.

V bakterijah

Pravi primeri simpatične specifikacije so v naravi redko opaženi. Verjame se, da se pri bakterijah pogosteje pojavlja simpatična specifikacija, saj bakterije lahko izmenjujejo gene z drugimi posamezniki, ki niso niti starši niti potomci, in sicer v procesu, ki ga poznamo kot horizontalni prenos genov.

Simpatično specifikacijo so opazili pri bakteriji Bacillus, pri bakterijah Synechococcus, v bakteriji Vibrio splendidus bakterioplankton.

Podskupine vrst, ki so pod simpatično specifikacijo, bodo pokazale majhno razliko, saj se razhajajo različno dolgo, glede na časovno lestvico, v kateri se dogaja evolucija.

Pomemben dejavnik v primerih simpatične specifikacije je verjetnost prilagoditev okoljskim razmeram. Če so nekateri člani specializirani za življenje v določenem okolju, lahko ta podskupina še naprej zaseda drugačno okoljsko nišo in se sčasoma razvije v novo vrsto.

V ciklidi ribe

Simpatična selekcija je lahko tudi rezultat kombinacije spolne selekcije in ekoloških dejavnikov. Študije afriških ciklidnih rib v jezeru Nyasa in drugih jezerih v vzhodnoafriškem riftnem sistemu beležijo tako imenovane jate vrst (posamezniki iste vrste, ki se 'zbirajo' v velikem sestavu), ki so nastale v ekoloških jezerih uniforme.

Takšno stanje bistveno zmanjša možnosti, da je alopatrija vzrok spektracije in lahko povzroči, da skupine žensk znotraj populacije razvijejo visoko afiniteto do samcev z različnimi ekstremnimi fenotipskimi lastnostmi, kot so na primer lestvice in okončine. Po velikosti se razlikujejo od povprečnih posameznikov.

Druge študije kažejo, da se simpatija med ribami ciklida pojavlja tudi v rekah, ki napajajo jezera riftnega sistema vzhodne Afrike, pa tudi v kraterskih jezerih Nikaragve, kjer najdemo dve vrsti ciklidnih rib Midasa (Amfilophus), ki živijo v Laguni de Apoyo v Nikaragvi.

Raziskovalci so analizirali DNK, videz in ekologijo teh dveh sorodnih vrst. Dve vrsti, čeprav sta na splošno zelo podobni, imata rahle razlike v videzu in jih ni mogoče medsebojno povezati.

Vsi razpoložljivi dokazi kažejo, da se je ena vrsta razvila iz druge. Populacija Midasovega ciklida je bila prvotno najdena v laguni, novejša vrsta pa se je razvila pred kratkim, kar v evolucijskem smislu pomeni pred manj kot 10.000 leti.

V muhah

Pri jabolčnem črvičku muhah, Rhagoletis pomonella, se lahko pojavi skrajni primer simpatične specifikacije.

Te muhe so nekoč odlagale svoja jajca na plodove glog, pred manj kot 200 leti pa so nekatere muhe začele odlagati jajca na jabolka.

Zdaj obstajata dve skupini muh jabolčnega pelina: ena, ki odlaga jajčeca na grmovju gloga in ena, ki jajca odloži na jabolka. Samci iščejo pari v isti vrsti sadja, na katerem so odraščali, samice pa jajca položijo v isto vrsto sadja, na katerem so odraščale.

Muhe, ki so rasle na trnju, bodo torej na trnju vzrejale potomce, muhe, ki so rasle na jabolkah, pa bodo na jabolkah vzrejale potomce.

Med obema skupinama že obstajajo genetske razlike in skozi daljše časovno obdobje (evolucijski čas) bi lahko postale ločene vrste.

Zgoraj prikazuje, kako lahko pride do specifikacije, tudi če različne podskupine iste vrste delijo isto geografsko ozemlje.

Reference

1. Allender, CJ, Seehausen, O., Knight, ME, Turner, GF, & Maclean, N. (2003). Divergentna izbira med določanjem teh rib v tehniki jezera Malavi, ki temeljijo na vzporednih sevanjih v bradavični obarvanosti. Zbornik Nacionalne akademije znanosti, 100 (24), 14074–14079.
2. Geiger, MF, McCrary, JK in Schliewen, Velika Britanija (2010). Ni preprost primer - Prva celovita filogenetska hipoteza za kompleks ciklidov Midas v Nikaragvi (Teleostei: Cichlidae: Amfilophus). Molekularna filogenetika in evolucija, 56 (3), 1011–1024.
3. Givnish, T. & Sytsma, K. (2000). Molekularna evolucija in prilagodljivo sevanje (1. izd.). Cambridge University Press.
4. Mallet, J., Meyer, A., Nosil, P., & Feder, JL (2009). Prostor, simpatičnost in specifičnost. Journal of Evolutionary Biology, 22 (11), 2332–2341.
5. McPheron, BA, Smith, DC in Berlocher, SH (1988). Genetske razlike med gostiteljskimi rasami Rhagoletis pomonella. Narava, 336 (6194), 64–66.
6. Selz, OM, Pierotti, MER, Maan, ME, Schmid, C., & Seehausen, O. (2014). Ženska prednost za moško barvo je nujna in zadostna za asociativno parjenje pri dveh vrstah sester cichlid. Vedenjska ekologija, 25 (3), 612–626.
7. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biologija (7. izd.) Cengage Learning.
8. Simpatična specifikacija. Obnovljeno iz: evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/speciationmodes_05
9. Tilmon, K. (2008). Specializacija, specifikacija in sevanje: evolucijska biologija rastlinojedih žuželk (1. izd.). University of California Press.